化学反应和电能(第一课时)

第二章化学反应与能量第二节化学能与电能（第1课时）【学习目标】1. 了解煤发电的一般过程；理解原电池的概念、工作原理及构成条件。

2. 通过对化学能转化为电能的学习，体验科学探究的过程，理解科学探究的意义，理解科学探究的基本过程和方法，初步养成科学探究的能力。

3. 通过探究化学能转化为电能的奥秘，提高学习化学的兴趣和热情，体验科学探究的艰辛与喜悦，感受化学世界的奇妙与和谐。

【学习重点】原电池的概念及构成条件【学习难点】原电池的工作原理【知识梳理】一．化学能与电能的相互转化1. 火力发电火力发电是指通过化石燃料的燃烧，使能最终转化为的过程。

在火力发电过程中，经历了一系列的能量转换：【想一想】火力发电的优缺点有哪些？【提出问题】能否将化学能直接转化为电能，提高能量的利用率?2. 探究实验（1）把互不接触的铜片、锌片放到盛有稀硫酸的烧杯里，观察到，写出有关反应的化学方程式。

在此反应中有无能量的转化？若有，是能转化成了能。

（2）把铜片和锌片用导线连接起来，再放到盛有稀硫酸的烧杯里，观察到的现象是，根据可以断定铜片（是或否）参加反应。

（3）在导线中间串联一电流表，可以观察到，这说明导线里面有通过。

在此过程中，能转化成了能。

得出结论：要将化学能直接转化为电能，必须将氧化反应和还原反应在不同区域进行，同时架设桥梁，使电子从还原剂区域转移到氧化剂区域而形成电流，这样将能直接转化为能的装置叫做原电池。

3. 原电池的构成条件和工作原理（1）原电池的构成条件【探究】①把上述（3）中的铜片换成锌片，使两个电极材料相同，实验现象为；②把上述（3）中烧杯里的硫酸换成75%酒精，实验现象是；⑤把串联着电流表的锌片与铜片分别放到两支盛有稀硫酸的烧杯里，现象为。

总结原电池的构成条件：思考交流：在铜锌原电池中，如果用的是纯锌，则在锌片表面几乎观察不到气泡，而在实验中我们所用的是粗锌(含有碳)，在锌片和铜片表面都有气泡产生，你现在能解释这种现象吗？（2）原电池的工作原理从能量转化角度看，原电池是将能直接转化为能的装置；从化学反应来看，原电池的原理是反应中的还原剂失去的电子经过导线传递给氧化剂，从而使氧化还原反应分别在俩个电极上进行。

第1课时原电池的工作原理A 级·基础达标练一、选择题1．某化学兴趣小组利用反应Zn＋2FeCl3===ZnCl2＋2FeCl2，设计了如图所示的原电池装置，下列说法正确的是( D )A．Zn为负极，发生还原反应B．b电极反应式为2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋C．电子流动方向是a电极→FeCl3溶液→b电极D．电池的正极材料可以选用石墨、铂电极，也可以用铜解析：Zn为负极，发生氧化反应，A项错；因Cl－向负极移动，b是负极，a是正极，Fe3＋在a极上发生还原反应，2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋，B项错误；电子由负极沿导线流向正极，电子不能通过电解质溶液，C项错误；正极材料本身不参与反应，可以选石墨、铂电极、也可选比锌活泼性差的铜，D项正确。

2．有关如图所示原电池的叙述，正确的是(盐桥中装有含琼胶的KCl饱和溶液)( C )A．铜片上发生氧化反应B．取出盐桥后，电流计依然发生偏转C．反应中，盐桥中的K＋会移向CuSO4溶液D．反应前后铜片质量不改变解析：Cu为正极，发生还原反应，A项错；取出盐桥后，原电池断路，电流计指针不偏转，B项错；原电池工作时，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，盐桥中K＋会向CuSO4溶液移动，C项正确；Cu极上的反应为Cu2＋＋2e－===Cu，正极上析出铜，使铜片质量增加，D项错误。

3．有a、b、c、d四个金属电极，有关的反应装置及部分反应现象如下：实验装置部分实验现象a极质量减小，b极质量增加b极有气体产生，c极无变化d极溶解，c极有气体产生电流计指示在导线中电流从a极流向d极A．d>a>c>b B．b>c>d>aC．d>a>b>c D．a>b>d>c解析：原电池中较活泼的金属是负极，失电子发生氧化反应，溶液中阳离子移向正极，得电子发生还原反应。

a极质量减小，b极质量增加，a是负极，b是正极，金属性a>b；b 极有气体，c极无变化，说明金属性b>c；d极溶解，c极有气体，说明d是负极，金属性d>c；a、d构成的原电池中，电流从a极流向d极，说明a作正极，金属性d>a，所以金属活动性d>a>b>c，选C。

第二节化学能与电能（第一课时）江苏省如东高级中学陈艳内容分析本节内容位于人教版《普通高中课程标准实验教科书》化学必修2第二章第二节《化学能与电能》第一部分，是电化学中的重要知识。

本节课内容是学生学习了化学必修1《氧化还原反应》与必修2的《化学能与热能》等内容之后而学习的，学好本节内容能为以后学好化学选修1（化学与生活）中金属腐蚀与防护，以及选修化学的学生学好化学选修4（化学反应原理）中的电解原理等知识打下基础。

从能量转换角度看，本节课程内容是对前一节课中“一种能量可以转化为另一种能量，能量也是守恒的；化学能是能量的一种形式，它同样可以转化为其他形式的能量，如热能和电能等”论述的补充和完善。

从反应物之间电子转移角度看，原电池概念的形成是氧化还原反应本质的拓展和应用；从思维角度看，“将化学能直接转化为电能”的思想，是对“化学能→热能→机械能→电能”思维方式的反思和突破。

设计思想1、普通高中化学课程标准中明确指出：“学生应具有较强的问题意识，能够发现和提出有探究价值的化学问题，敢于质疑，勤于探索，逐步形成独立思考的能力”。

实践告诉我们，通过教师教学方式的变革促进学生学习方式的变革是执行新课程标准和实施新课程改革的重要途径。

选择“问题支架，合作探究”的教学模式，通过课堂内的实验探究，使学生认识和体会化学能与电能相互转化的研究过程，理解氧化还原反应中的电子转移是原电池反应的本质。

根据学生的知识结构、心理特点和教学内容的实验需要，采用分组实验探究、问题探讨、分析推理和比较归纳等方法，并结合多媒体进行辅助教学。

在实验→观察→讨论→推测→验证的过程中，学习和理解原电池的概念、工作原理和工作条件。

2、高效利用教材、课外资料、生动的图片等教育资源，对“火力发电”进行完整透彻的剖析，为学生创设情景，使他们有机会去研究和总结“火力发电”的利与弊，实现从“化学能→热能→机械能→电能”的思维模式向“将化学能直接转化为电能”新思维模式的转换，并且形成高效利用燃料、不浪费能源、积极开发高能清洁燃料的意识。

第1课时原电池的工作原理发展目标体系构建1。

通过铜锌原电池的分析,了解原电池的工作原理。

2。

会正确判断原电池的正极和负极.3。

学会书写电极反应式，掌握书写电极反应式的技巧与方法。

一、原电池的工作原理1．原电池:利用氧化还原反应原理将化学能转化为电能的装置。

2．原电池的构成条件3．原电池工作原理（以锌铜原电池为例）装置现象锌片逐渐溶解，铜片上有红色物质析出，电流表指针发生偏转电极名称Zn电极—负极Cu电极-正极得失电子失电子得电子电子流向流出流入反应类型氧化反应还原反应电极反应Zn－2e－===Zn2＋Cu2＋＋2e－===Cu 式总反应式Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu盐桥在原电池中有何作用?若撤去盐桥，电流表的指针如何变化?［提示］盐桥的作用：利用溶液中离子的移动,使两个半电池中的溶液形成闭合回路。

若撤去盐桥、电流表的指针会不发生偏转。

二、原电池工作原理的应用1．加快氧化还原反应的速率如：在锌与稀硫酸反应时加入少量CuSO4溶液,能使产生H2的速率加快。

2．比较金属活动性强弱3．设计原电池（1）电极材料的选择.负极一般是活泼的金属材料.正极一般选用活泼性比负极差的金属材料或石墨等惰性电极。

(2)电解质溶液的选择.电解质溶液一般要能够与负极发生反应.若是两个“半反应”分别在两只烧杯中进行，则左、右两只烧杯中的电解质溶液应与电极材料具有相同的阳离子.1．判断正误(正确的打“√",错误的打“×”)。

（1)原电池是将化学能转化为电能的装置。

(2）CaO＋H2O===Ca(OH）2是放热反应，可设计成原电池。

（3）原电池正极发生氧化反应，负极发生还原反应。

2．某原电池装置如图所示.下列有关叙述中正确的是（)（盐桥中装有含琼胶的KCl饱和溶液) A．Fe作正极，发生氧化反应B．工作一段时间后，两烧杯中溶液pH均不变C．负极反应：2H＋＋2e－===H2↑D．工作一段时间后，NaCl溶液中c(Cl－)增大D［该装置是原电池.A项，在该原电池中Fe作负极，发生氧化反应；B项，工作一段时间后，左边的烧杯中会含有大量的Fe2＋，溶液的pH减小，右边烧杯中的H＋不断放电产生氢气,因此烧杯中溶液pH会逐渐增大；C项，负极反应是Fe－2e－===Fe2＋；D项,工作一段时间后，左侧烧杯中由于Fe2＋不断进入溶液，根据溶液呈电中性原则,盐桥中的Cl－会进入该烧杯溶液中,则该烧杯溶液中c（Cl－）增大。